# 你这个学期必须选修 numCourses 门课程，记为 0 到 numCourses - 1 。
# 在选修某些课程之前需要一些先修课程。 先修课程按数组 prerequisites 给出，其中 prerequisites[i] = [ai, bi] ，表示如果要学习课程 ai 则 必须 先学习课程  bi 。
# 例如，先修课程对 [0, 1] 表示：想要学习课程 0 ，你需要先完成课程 1 。
# 返回你为了学完所有课程所安排的学习顺序。可能会有多个正确的顺序，你只要返回 任意一种 就可以了。如果不可能完成所有课程，返回 一个空数组 。
#  示例 1：
# 输入：numCourses = 2, prerequisites = [[1,0]]
# 输出：[0,1]
# 解释：总共有 2 门课程。要学习课程 1，你需要先完成课程 0。因此，正确的课程顺序为 [0,1] 。
#
#  示例 2：
# 输入：numCourses = 4, prerequisites = [[1,0],[2,0],[3,1],[3,2]]
# 输出：[0,2,1,3]
# 解释：总共有 4 门课程。要学习课程 3，你应该先完成课程 1 和课程 2。并且课程 1 和课程 2 都应该排在课程 0 之后。
# 因此，一个正确的课程顺序是 [0,1,2,3] 。另一个正确的排序是 [0,2,1,3] 。
#
#  示例 3：
# 输入：numCourses = 1, prerequisites = []
# 输出：[0]

from collections import deque
from typing import List


class Solution:
    '''
    BFS
    拓扑排序(BFS)
        首先找到入度为0的节点将节点入队，并将指向这些入队为0的节点的邻接点的入度 -1
        将入度为0的节点出队，然后找新的入度为0的节点入队
        如此循环直到队列为空
    '''

    def findOrder(self, numCourses: int, prerequisites: List[List[int]]) -> List[int]:
        '''
        BFS
        拓扑排序(BFS)
            首先找到入度为0的节点将节点入队，并将指向这些入队为0的节点的邻接点的入度 -1
            将入度为0的节点出队，然后找新的入度为0的节点入队
            如此循环直到队列为空
        '''
        queue = deque()
        tos, in_degrees, learned = [[] for _ in range(numCourses)], [0] * numCourses, []
        for x, y in prerequisites:
            tos[y].append(x)
            in_degrees[x] += 1
        for index, _in in enumerate(in_degrees):
            if _in == 0:
                queue.append(index)
        while queue:
            tmp = queue.popleft()
            learned.append(tmp)
            for nebighnor in tos[tmp]:
                in_degrees[nebighnor] -= 1
                if in_degrees[nebighnor] == 0:
                    queue.append(nebighnor)
        return learned if len(learned) == numCourses else []


if __name__ == "__main__":
    numCourses = 4
    prerequisites = [[1, 0], [2, 0], [3, 1], [3, 2]]
    res = Solution().findOrder(numCourses, prerequisites)
    print(res)
